二维材料用于渗透能转换的研究进展

在河水与海水的交界处实现渗透能提取与捕获是解决未来能源危机的重要方式之一. 渗透能因为储量大, 容易获取以及绿色可持续的优势受到广泛关注. 反向电渗析技术是一种能够有效捕获渗透能的方法之一, 目前已经得到了深入的研究与发展. 离子交换膜是反向电渗析技术转换渗透能的关键组件, 其性能的优异程度决定能量转换效率的高低. 常见的膜材料主要是高分子聚合物及其改性化合物, 最近一些二维材料如石墨烯、 氧化石墨烯、 二硫化钼、 各种框架材料及其改性复合物因优异的选择性离子传输、 纳米级通道、 丰富的表面功能基团以及可修饰性成为捕获渗透能的重要膜材料. 本文综合评述了二维材料作为离子传输通道的类型以及相应的传输机理; 例举了二维材料及其复合物的设计方案和在渗透能转换方面的具体应用; 最后提出了目前二维材料在渗透能转换领域中面临的挑战以及未来的发展方向.     

LLRF超导腔体控制系统的测试

中国科学院近代物理研究所自主研发的ADS注入器Ⅱ第一代高频低电平(LLRF)控制系统,工作频率为162.5 MHz;LLRF系统是由基于I/Q采样的正交解调技术构成的全数字闭环反馈控制系统,其主要功能是实现超导腔腔体电压幅值稳定控制、相位稳定控制与腔体谐振频率控制;LLRF控制系统在液氦温区超导腔上进行了系统稳定度和性能的在线测试,根据实验数据计算得超导腔体电压幅度稳定度为±3.4‰,相位稳定度为±0.3°,腔体表面峰值电场(Epk)能长时间稳定在25.1 MV/m。通过实验测试,检验了LLRF控制系统的性能,并对测试过程中出现的问题进行了分析,为将来超导腔LLRF控制系统运行积累了经验。     

基于特征值分析的正癸烷骨架和总包简化机理

使用基于特征值分析的骨架简化方法对由118 个组分和527 个反应构成的正癸烷详细机理进行了简化,获得了一个由70 个组分、327 个基元反应组成的骨架机理; 采用基于特征值分析的计算奇异摄动(CSP)简化方法对骨架机理进行进一步简化,得到一个38 组分、34 步的总包简化机理. 通过对简化机理、骨架机理和详细机理的对比发现,简化机理和骨架机理能够很好地再现详细机理的特性,并能够描述正癸烷的主要燃烧特性,为进一步实现耦合化学反应动力学与流体力学的工程计算,提高计算效率提供了可用的燃烧模型.     

微芯片毛细管电泳法快速测定盐酸二甲双胍

提出用带有非接触电导检测的微芯片毛细管电泳法快速测定片剂中盐酸二甲双胍的含量。取盐酸二甲双胍片20片,剥除糖衣后混匀研细,称取0.100 0g,用水超声溶解、过滤,滤液定容至100mL供毛细管电泳分析。十字通道芯片使用前按规定进行清洗。试验中采用含5%(体积分数)乙醇和0.1mmol·L-1十二烷基磺酸钠的2.0mmol·L-1柠檬酸缓冲溶液作为分离介质,进时间为10.0s,分离电压为1.3kV,可在1min内实现分离和测定。盐酸二甲双胍的质量浓度在10.0~110.0mg·L-1范围内与相应峰高呈线性关系,检出限(3S/N)为1.0mg·L-1。应用此方法分析了3个片剂样品,并用标准加入法做回收试验,测得回收率在94.5%~103%之间,测定值的相对标准偏差(n=6)在0.63%~1.1%之间。     

水玻璃砂中碳酸盐含量的测定

将水玻璃砂样品(10~20g)置于测定装置的反应瓶中,并在吸收瓶中预先加入氢氧化钡标准溶液25.00mL,加水至吸收液的总体积为60mL,检查测定装置的气密性。向反应瓶中加入过量硫酸(1+9)溶液使样品中的碳酸盐反应定量释放出二氧化碳气体。反应时间约为0.5min。释出的二氧化碳导入吸收瓶中,与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀。多余的氢氧化钡用盐酸标准溶液滴定,据此计算样品中碳酸盐的含量。为使吸收充分完全,采用内部强制循环吸收的方法并规定吸收时间至少15min,如样品中碳酸钠含量较高时,可延长吸收时间至20min或30min。试验时,加入标准碳酸钠量为0.104 7g,3次测定的平均值为0.106 5g,相对平均偏差为1.8%。     

基于石墨烯和金纳米笼修饰的无标记型微囊藻毒素免疫传感器的研制

利用石墨烯及中空结构的金纳米笼构建了无标记型电化学免疫传感器,并用于微囊藻毒素的检测。利用多元醇还原法合成制备了导电性好、催化性强、生物相容性好的金纳米笼;再利用高分散的石墨烯将其固定于玻碳电极表面,进一步吸附固定微囊藻毒素抗体。在无微囊藻毒素存在时,电化学探针[Fe(CN)6]3!/4!在传感器界面上能获得较高的电流响应信号。当培育了微囊藻毒素后,抗体与微囊藻毒素形成免疫结合物,增加了电极表面的电荷密度和传质阻力,阻碍[Fe(CN)6]3!/4!扩散到电极表面,导致[Fe(CN)6]3!/4!的电流响应信号明显降低,电流减小的程度间接地与微囊藻毒素的浓度成比例,可实现对微囊藻毒素的检测。实验考察了抗原培育时间,抗体浓度等条件对该传感器响应性能的影响。结果表明,此传感器对微囊藻毒素的线性响应范围为0.05~1000μg/L,检出限为0.017μg/L,优于文献报道。此传感器操作简单,并且具有良好的稳定性,将其用于实际水样中微囊藻毒素的检测,平均加标回收率为94.1%。     

化学能转化成电能的实验设计

以常见的铜锌原电池反应为例,设计了一组对比实验装置,即化学反应装置与原电池装置。以化学反应装置中的能量变化为依据,展示了化学反应中释放出的能量具体形式为“热”与“功”;通过与原电池装置的比较,证明原电池实验装置中的“热”转化为了电能。     

品红褪色机理的实验探究

中学阶段常用于检验二氧化硫气体的品红溶液分为酸性品红和碱性品红2种。通过设计集演示、对比于一体的绿色环保二氧化硫性质实验装置,优化实验条件,探讨了酸性品红和碱性品红与SO2、酸碱反应的性质差异及褪色机理,并提出鉴别酸性品红和碱性品红的简便办法。     

基于时频二维图像的高频雷达低速目标检测

海面低速目标的非均匀运动和射频瞬态干扰引起的多普勒谱展宽影响高频地波雷达检测目标的准确性.利用时频分析方法将相干积累时间内由于目标非均匀运动和射频干扰引起的信号能量变化显示于时间-频率二维图像上,并根据目标信号对应时频图像上非线性曲线的特点提出一种基于二值形态学的方法用于区分目标和干扰信号.现场数据的分析结果证明该方法可以从展宽的多普勒谱中准确地检测出目标.     

高速双端口共享存储器 IDT7025及其应用

双端口共享存储器IDT7025是真正的双口存储单元,允许同一内存地址的同时存取.IDT7025为高速8K×16双口静态RAM,可用作单独的128K位双口RAM也可用作32位或者更多字系统的主从双口RAM的组合.它提供两个独立的口,这两个口可以单独控制、有独自的地址和I/O引脚,从而实现了对内存任何地址的独立的、异步的存取(读写).